Suyun kaldırma kuvveti
, milattan önce üçüncü yüzyılda yaşamış olan Yunanlı filozof, matematikçi, fizikçi ve astronom Arşimet
tarafından bulunmuştur. Her ne kadar suyun kaldırma kuvveti olarak adlandırılsa da, fiziğin bu en temel kanunlarından biri olan bu kuvvet tüm sıvılar için geçerlidir. Suyun kaldırma kuvvetinin bir diğer adı da Arşimet Prensibi
olarak bilinir.
Efsaneye göre Arşimet'in doğum yeri ve hayatı boyunca yaşamış olduğu Sirakuza'nın kralı kendisine hediye edilen altın bir tacın saflığını öğrenmek ister. Kralın bu isteğinin yerine getirilmesi için zamanın en büyük bilginlerinden olan Arşimet görevlendirilir. Fakat, tüm denemelere ve uğraşlara rağmen Arşimet bir yöntem bulamaz. Bir gün hamamda yıkanırken suyun içerisine koyduğu tasın batmadığını ve yukarıya doğru itildiğini fark eder. Bunun üzerine Arşimet'in üzerini giyinmeden büyük bir heyecanla "Buldum!" (Orjinali : "Eureka!") diye bağırarak hamamdan çıktığı aktarılır.
Suyun kaldırma kuvvetinin temel sebebi, suyun içerisine bırakılan cismin yoğunluğunun, suyun yoğunluğundan az olmasıdır. Söz konusu sebepten dolayı ortaya çıkan ve bu tür cisimlere etkiyen suyun kaldırma kuvveti de bir fiziksel sebep olarak belirtilebilir. Suya atılan herhangi bir cisme iki kuvvet etki etmektedir. Bunlardan ilki, hayatımızın her alanında ve anında tecrübe ettiğimiz yer çekimi kuvvetidir. Bu kuvvet, cismin kütlesi ve yer çekimi ivmesi ile doğru orantılı olup, matematiksel olarak,
G = m . g
şeklinde ifade edilir. Burada m - cismin kütlesi, g - yer çekimi ivmesidir.
Suyun içerisine bırakılan cisme etki eden bir diğer kuvvet ise suyun kaldırma kuvvetidir. Bu kuvvet, bırakılan cismin batan kısmının hacmi, suyun öz kütlesi ve yer çekimi ivmesi ile doğru orantılı olup, matematiksel olarak,
F = V . d . g
şeklinde ifade edilir. Burada V - su içerisine bırakılan cismin batan kısmının hacmi, d - suyun yoğunluğu, g - yer çekimi ivmesidir.
Bu kuvvetlerin etkisi altındaki bir cisim için üç temel durum söz konusudur.F = G : Bu durumda cisme etkiyen net kuvvetin toplamı sıfırdır. Dolayısıyla cisim suya bırakıldığı yerde sabit kalır.F > G : Bu durumda cisme etkiyen net kuvvetin toplamı, suyun kaldırma kuvveti ile aynı yöndedir. Bu nedenle cisim batmaz ve su yüzeyinde kalır.F < G : Bu durumda cisme etkiyen net kuvvetin toplamı, yer çekimi kuvveti yönündedir. Dolayısıyla cisim kabın dibine çöker.
Suyun kaldırma kuvvetini keşfeden Arşimet'in Roma İmparatorluğu'nun Sirakuza'yı kuşatması altında bilgisiyle aktif olarak yer aldığı söylenmektedir. Özellikle basit makineler kullanarak, büyük ağırlıkların surların üzerine çıkarılmasına yardımcı olmuştur. Efsaneye göre çok büyük aynalar sayesinde güneş ışığını odaklayarak, Roma donanmasına ait gemilerden bazılarını yakmayı başarmıştır.
Arşimet, Sirakuza kuşatmasının hemen ardından milattan önce 212 yılında hayatını kaybetmiştir. Roma generali Marcellus'un kendisini davet etmesi ve Arşimet'in de bu daveti kabul etmemesi üzerine, görevli asker tarafından evinde öldürülmüştür. Arşimet, en büyük keşfi olan suyun kaldrıma kuvvetinin yanı sıra, "Parabolün Dörtgenleştirilmesi" adlı eserinde eğri yüzeylerin alanlarının hesaplanması üzerine çalışmış ve söz konusu bu çalışmaları kendisinden yaklaşık olarak 18 yüzyıl sonra yaşayan Newton ve Leibniz'in diferansiyel ve integral hesabı bulmalarına öncülük etmiştir.